Способ автоматического регулирования газофазного процесса хлорирования Советский патент 1977 года по МПК C01B7/01 B01J8/18 G05D27/00 

1

Изобретение относится к области автоматического Зправления процессами химической, нефтехимической, иищевой технологии и может быть исиользовано для автоматического регулирования каталитических процессов хлорирования.

Известен способ автоматического регулирования процессов хлорирования путем поддержания расходов реагентов в заданном соотношении и температуры в реакторе 1J. Однако этот способ не обеспечивает требуемой точности поддержания соотношения расходов реагентов при условии колебания их состава.

Наиболее близким к изобретению по технической суш,ности является способ автоматического регулирования газофазного процесса хлорирования в реакторе кипящего слоя катализатора с принудительным вводом хладагента путем поддержания температуры в реакторе и соотношения расходов сырья и хлора изменением расхода хлора

L2J.

Но указаннохму способу поддерживают такой расход одного из компонентов, чтобы выдерживалось стехиометрическое соотношение расходов, что устанавливается по отсутствию прироста температуры реакционной смеси после смешения ее с частью упомянутого компонента, так как это свидетельствует о

том, что реакция в реакторе прошла полностью.

К недостаткам этого способа следует отнести его низкие динамические свойства, так

как регулирующее воздействие вырабатывается в зависимости от температуры, пзмеряомой в точке, которая находится за пределами реакционной зоны, а это снижает ючиость регулирования. Кроме того, в случае

протекания последовательно цепочки экзотермических реакций , когда целевым продуктом является В, отсутствие прироста температуры само по себе может означать, что произошла реакция и образовался побочный продукт. Это приводит к уменьшению эффективности реакц юниого процесса.

Целью изобретения является увеличение эффективности процесса и повыщение точности регулирования.

Зто достигается тем, что по пзвестиому способу автоматического регулирования газофазного процесса хлорирования в реакторе кипящего слоя катализатора с принудительным вводом хладагента путем поддержания температуры в реакторе и соотношения расходов сырья и хлора измененпел расхода хлора предлагается дополнительно корректировать величину соотношения расходов сырья п

хлора в зависимости от суммы сигналов отношения KOHij.eiripaJuni хлористого водорода и хлора в реакционных газах на выходе реактора и разности температур в двух точках по высоте начального участка реакционной зоны, находян1,егося ниже места ввода хладагента.

Это позволяет новыснть выход целевых иродуктов благодаря стабилизации соотношения расходов комионентов в условиях колеоании состава исходной смеси.

На чертеже представлена принципиальная схема реализации предлагаемого способа.

В реакторе 1 поддерживают температуру в соответствии с заданным значением с помощью регулятора 2., воздействующего на подачу хладагента в реактор. Реагенты -органические вещества (ОБ) н хлор подают в реактор в испаренном виде. Расход (JB стаОилизируют с помоп1ью датчика расхода 3 п регулятора 4. ТермопаралМИ 5 п G измеряют темнературу в двух точках по высоте начального участка реакционной зоны ниже места ввода хладагента. Анализатором 7 определяют концентрацию хлористого водорода и хлора в реакционных газах па выходе реактора. Сигналы, пропорциональные разности показаний термопар 5 и 6 и отклонению отношения концентрации хлористого водорода к концентрации хлора от заданного, суммируют в функциональном блоке 8. Выходпой сигнал блока 8 подают на регулятор соотношения 9, с помош,ью которого корректируют соотношение расходов сырья и хлора путем изменения расхода хлора с помощью датчика расхода 10 и клапана 11.

При падении концентрации хлора в хлоргазах количество тепла, выделяющееся при протекании последовательной цепочки экзотермических реакций, уменьшается. Вследствие этого возникает разноеть температур на начальном участке реакционной зопы, где процесс протекает наиболее интенсивно. Поэтому вырабатывается уиравляющее воздействие на увеличение расхода хлора.

При избытке хлора разиость температур пе возникает, но вырабатывается управляющее воздействие на умепьшепие расхода хлора из-за уменьшения отношения концентраций хлористого водорода и хлора на выходе реактора 1.

При )1арушении однородности слоя вследствие спекания частиц катализатора возникновение разности температур приводит к увеличению расхода хлора. Рост расхода хлора ограничивают с помощью анализатора 7 состава. Под действием избытка хлора выгорают смолы, однородность слоя восстанавливается и разность температур уменьшается до близкого к пулю значения. Расход хлора уменьшают до нормального с помощью регулятора соотношения 9.

Коррекция соотношения расходов по разности температур позволяет отрабатывать возмущения по составу исходных реагентов, пе прибегая к анализу последнего. Это способствует увеличепию эффективности процесса. Введение корректирующего сигнала по составу реакционных газов, колебания которого могут быть вызваны нестационарностью объекта, обеспечивает повышение стабильности их состава, что, в свою очередь, приводит к повышению точности регулирования.

Формула изобретения

Способ автоматического регулирования газофазного процесса хлорирования в реакторе кипящего слоя катализатора с принудительным вводом хладагента путем поддержания температуры в реакторе и соотношения расходов сырья и хлора изменением расхода хлора, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности процесса и повышения точности регулирования, величину соотношения расходов сырья и хлора корректируют в зависимости от суммы сигналов отношения концентраций хлористого водорода и хлора в реакционных газах на выходе реактора и разности температур в двух точках по высоте начального участка реакционной зоны, находящегося ниже места ввода хладагента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Автоматизация хлорных производств. И. Л. Ломакин и др., М., «Химия, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР №226559, кл. В 01F 3/08, 1967.